基于WIFI信号的心率检测(论文总结)

调研设备:

umain设备:http://www.umain.co.kr/zh-hans/shop/uwb-radar108p/?ckattempt=1(室内监测)

uwb测量系统:http://www.geozondas.com/(设备样子和论文里差不多)

超宽带芯片:www.decawave.com

应该是买开发板自己做

UWB Impulse Doppler Radar用于室内人体定位

TREK开发板主要用于测距和定位

Decawave的DW1000是世界上第一款基于超宽带技术的单芯片无线收发器。该芯片使您能够开发具有成本效益的RTLS解决方案,精确的室内和室外定位在10厘米以内。(市面上的WiFi模块应该大多采用DW1000的芯片)

该芯片通过提供准确的位置感知和通信,为实时定位和室内定位系统,基于位置的服务,无线传感器网络和物联网提供了一种新方法

专业术语:

UWB:超带宽,工作在1.5-4.5 GHz的带宽

signal-to-noise ratio (SNR):信噪比

state-space method (SSM):最初开发用于雷达目标识别和特征提取,现在可用于放大呼吸和心跳的光谱成分。由于CSD和AD方法

 SSM是参数估计方法,非常有效抑制谐波和互调频率,改善SNR

呼吸和心率检测

怎么感觉两个是不同的方法:

通过无线信号CSI实现

通过设备uwb radar实现

百度专利说明:

基于WiFi中CSI信号强度的非侵入式呼吸心跳检测实现方法。本发明立足于对信道状态分析,实现了非侵入式人体健康监护。无线网卡从每个接收到的数据包中获取其中一种CSI,对CSI进行傅立叶变化,利用呼吸和心跳频率的不同从中分离出呼吸和心跳信号频域信息,再利用傅立叶反变换提取出各自的时域信息,并对其进行平滑处理,实现呼吸和心跳信号数据可视化。同时,将心跳信号与麻省理工学院的心律失常数据库进行曲线比对,如发现异常,提醒用户,该发明可广泛应用于家庭医疗监护。

注:基于相位的方法优于直接FFT方法,avoiding harmonics and intermodulation products

工具:

uwb脉冲雷达在哪里购买?The radar  was used to collect the data雷达收集数据,发送设备是什么?

脉冲传感器(使用Arduino的PulseSensor)和呼吸(RSP)传感器(NeuLog NUL-236传感器):采集的数据作为参考数据。最终用于计算误差,对数方法表示这个心率能降低误差

antenna:天线的作用是什么?

路由器:不设置密码的网址

tplogin.cn(设置的密码删除,保存)

数据:使用芯片的什么数据?

方法:(这一步大致了解一下)

①提出了一种利用相位变化的对数方法(LM)由周期性胸腔位移引起的反射脉冲,以准确地检测心率

优点:LM method is capable of suppressing harmonics and avoiding respiration and heartbeat intermodulation seriously hurting conventional methods (CM).

抑制谐波

避免呼吸和心跳互调(intermodulation 互调是什么意思?)

实验结果:

横轴表示心率,每分钟心跳多少次。纵轴表示归一化谱(什么是归一化谱)

传统方法和对数方法的比较

看完论文要知道目的:

通过uwb雷达实现无线测心率和呼吸数据,传统是呼吸传感器和心率传感器

无线   一个设备能测两个数据

我们获取到的CSI信号能检测心率吗?

Noncontact Multiple Heartbeats Detection and
Subject Localization Using UWB
Impulse Doppler Radar

胸部位移引起信号的相位变化,从而检测呼吸

检测由微小的心脏运动引起的反射脉冲的相位变化,从而检测出心率

工具:UWB radars(UWBDoppler radar,UBW:ultra-wideband超宽带 ):UWB多普勒雷达能够进行多次心跳检测和定位

UWB多普勒雷达监测生命体征,即呼吸速率(BR)和心率(HR)。

detecting the changes in time of flight of narrow pulses emitted by the radar and reflected from the human chest.

检测窄脉冲的变化(发射前和发射后的窄脉冲)

这里只用了一台无线设备吗?

respiration rate can be readily detected using Fast Fourier Transform (FFT) of the slow-time samples along the traversed range bins, but it is not straightforward to determine a subject heart rate with high accuracy in this manner

呼吸速率能很容易检测出

心率就不能使用同样的方法检测

a filter utilizing a Moving Target Indicator is introduced to cancel harmonics of respiration signals.

移动目标检测滤波器用于校区呼吸信号的谐波

Phase-Based Methods for Heart Rate Detection
Using UWB Impulse Doppler Radar
基于相位的方法同样是尽可能的滤掉呼吸产生的谐波

胸部位移引起信号的相位变化

一个电源,一个发射器,一个接收器和一个数据收集数字电路板

发射器不断发出脉冲信号

在参考波形情况下,实验波形效果不是很好:

波形都能刻画出来,心率肯定能做出来

接下来对波形进行分析(接着第6页继续看)

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